建筑温度裂缝的形成机理与防治措施

石龙生

摘要：温度裂缝是混凝土施工中的常见病害。为了减少其裂缝并实现对其有效控制，文章以混凝土特点为基本立足点，通过对温度裂缝形成机理的研究发现，温度差问题和混凝土自身约束问题是导致温度裂缝出现的因素。然后，文章再从设计与施工两个角度出发对于如何防止温度裂缝产生提出对策，为今后建筑混凝土施工的优化奠定基础。

关键词：建筑裂缝；混凝土施工；温度裂缝；形成机理；建筑施工企业 文献标识码：A

中图分类号：TU746 文章编号：1009-2374（2015）22-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.059

建筑混凝土的温度裂缝问题一直是建筑施工企业的一项施工难点，由于混凝土裂缝出现的原因有很多种，笔者下文中针对温度裂缝的产生进行分析，并提出一些控制温度裂缝产生的手段和措施。

1 混凝土温度裂缝产生的机理

1.1 水泥的水化热

水化热的产生主要是水泥在水化反应过程中产生大量的热量，这也是混凝土内部温度升高的主要热量来源。由于混凝土截面的厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，会引起混凝土内部急剧升温，造成较大的内外温差，从而产生温度裂缝。

1.2 内外约束条件

混凝土一般与地基整体浇筑在一起，当温度发生变化时，受到地基的影响和限制，从而产生外部的约束应力。当混凝土早期温度上升时，产生的膨胀变形会受到约束面的约束而产生压应力，此时混凝土的弹性模量很小，徐变和应力松弛却较大，与基层连接也不太牢固，从而压应力较小，但当温度下降时，便产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度，就会出现垂直裂缝。经工程实践证明，当混凝土的内外温差小于26℃时，产生温度裂缝的几率较低，因此，降低混凝土的内外温差和改善约束条件，是防止混凝土产生裂缝的重要措施。

1.3 外界气温引起的变化

混凝土在浇筑过程中产生的温度与外界气温的变化有着直接的关系，浇筑产生的温度同时也影响建筑混凝土内部的温度发生变化。混凝土结构不易散热，其内部温度有时可高达90℃以上，而且持续时间较长。如果外界气温下降，特别是气温骤降，会加大混凝土的温度梯度，致使温度应力增大。此时，混凝土内部产生压应力、表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土的表面就会出现裂缝。根据以上分析以及相关调查显示，在建筑混凝土施工的过程中，防止混凝土表面裂缝和收缩裂缝要同时进行，二者在防止建筑混凝土工作中都是至关重要的一步，直接影响混凝土施工的效率和质量。

2 温度裂缝的特点

2.1 温度裂缝与材料韧性关系密切

从起因方面来看，结构要求发生变形是建筑出现上述问题的主要原因。当变形不足时，这一变形过程即会引起应力。随着应力的增加，当其值超过建筑承受范围时便导致裂缝。因此，在施工中如何保证混凝土具有更高的稳定性，在应力作用下不变形是防止温度裂缝出现的关键，在混凝土应力值方面，可以提高材料韧性极限来解决这一问题。

2.2 温度裂缝具有时间性

在温度作用下，混凝土结构出现的裂缝并非瞬时发生，其扩展程度也有所不同。温度裂缝多是随着时间的推移而产生的。如果要控制温度变形，减缓其出现时间，那么不同时段下其所带来的约束应力应呈减小趋势。会出现多次叠加，其应力值也不会超出建筑所受瞬间应力峰值。单次弹性应力小，温度裂缝出现的可能性也就小。要实现上述目的，实际操作中就要注意把握好温度控制时间，使其尽量延长。如采用表面保温的方式来控制裂缝，这就是一种典型的以时间控制裂缝的办法，应用效果良好。

2.3 温度裂缝种类不同则温控措施不同

依据裂缝程度划分，温度裂缝可分为三种：浅层型、深层型及贯穿型。前两种裂缝类型中，对于裂缝的防治在于控制好温差梯度，其措施可以采用保温蓄热的办法。如果裂缝为贯穿型，在温控方面需尽量降低高温，具体操作中可以选择设施工缝等办法来防止。

3 温度裂缝控制手段

3.1 优化设计高强度混凝土

3.1.1 在混凝土选用方面，尽量避免挑选高强度混凝土，改用中、低强度。

3.1.2 分缝、分块合理，施工中尽量使基础位置平缓，避免大的起伏。必要时，可以增设滑动层，以减少结构约束度。

3.1.3 合理布置钢筋。型号选择上，钢筋以小直径为宜，布置时适宜地缩小间距。易出现裂缝的位置应进行适当强化，如布置斜筋等。

3.2 科学选用材料，适当使用外加剂

3.2.1 骨料控制：原材料配合比方面，进行科学设计，以实验论证为依据开始操作。一方面要确保强度；另一方面尽量使用高强度骨料。在进行配比时，注意砂率和坍落度应尽量保持小数值以减少孔隙率，避免裂缝开展。

3.2.2 科学选用水泥，如果实际施工条件允许则可选择低水热化水泥，它有利于降低砼的温度梯度。此外，基于对热量散失的考虑，配制原材料时可选择火山灰水泥。

3.2.3 掺合料与外加剂：第一，可适当在混凝土中加入能降低水热化的粉煤灰，它除了能够改善混凝土性能外，还能减少水泥用量，节省成本；第二，可适当添加减水剂，其作用同上；第三，添加UEA，在水泥硬化过程中，它能补偿冷缩与干缩，从而降低裂缝发生的可能性。

4 混凝土裂缝的处理措施

虽然混凝土的裂缝都比较小，但是对结构整体的稳定性和刚度都有非常大的影响，而且还容易导致混凝土加速碳化，钢筋的锈蚀，削弱混凝土的耐久性、抗渗性。在施工过程中，必须要针对具体的裂缝情况进行深入的分析，并采取针对性的措施进行处理，保证混凝土结构能够安全的使用。

混凝土结构上的裂缝能够分为三种类型，分别为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝，在进行裂缝处理之前首先要分析裂缝出现的原因以及裂缝对结构的影响情况，然后从针对的处理方法中进行选择，处理裂缝的方法主要分为下面四种：

4.1 表面修补法

表面修补法主要应用在一些对结构没有太大影响的表面裂缝和深层裂缝的处理上。其具体的修补方法就是在裂缝的表面涂抹一层水泥浆或环氧胶泥，也可以在表面涂抹油气或沥青等类似的防腐层，在修补的过程中为了避免裂缝继续扩大，可以在混凝土的裂缝表面上粘贴玻璃纤维布等防护措施。

4.2 灌浆封堵法

灌浆封堵法主要应用在对整体结构有较大影响的裂缝修补中，其具体的修补方法就是通过专门的压力设备把胶结材料压进裂缝内，在交接材料凝固之后就会同混凝土形成一体，进而达到修补裂缝的最终效果。

4.3 嵌缝封堵法

嵌缝封堵法主要应用在有防渗要求的裂缝修补工作中，其具体的修补方法为先沿着裂缝凿出凹槽，然后在凹槽中填入塑性或刚性的止水材料，以此起到修补裂缝的效果。

4.4 结构加固法

结构加固法主要应用在裂缝影响到混凝土结构的修补工作中，利用加固法进行结构加固主要包括以下方法：喷射混凝上补强加固、角部外包型钢、粘贴钢板加固、预应力法加固法等。

5 结语

综上所述，建筑温度裂缝问题对于建筑的整体质量有着非常大的影响，但只要从材料的选择、施工的工艺加强管理力度，在养护时充分考虑各类因素的影响，就能有效地避免温度裂缝的产生；还要尽量选择水化热较低的水泥进行混凝土拌制，必要时采取相关的措施控制温度。

参考文献

[1] 张海军.大体积混凝土温度裂缝成因及应对措施[J].山西建筑，2011，（6）.

[2] 杜永峰，路丹丹.钢筋混凝土四边固定板温度裂缝的形态特征[J].工程抗震与加固改造，2011，（3）.

[3] 谢祥明，郭磊.高温地区碾压混凝土重力坝的施工期温度裂缝控制[J].天津大学学报，2011，（6）.

（责任编辑：黄银芳）